Pesado, caro e reativo. Conheça o bário

O bário é um metal macio e prateado, sólido à temperatura ambiente, que rapidamente escurece no ar e reage com a água. Ele pertence ao grupo 2 da tabela periódica, que inclui os metais alcalino terrosos. Seu número atômico é 56 e seu símbolo é Ba. O nome deriva da palavra grega barys, que significa pesado. O bário foi isolado pela primeira vez pelo químico inglês Humphry Davy, em 1808. [1,2]

A descoberta desse elemento, porém, começou em 1603, quando o sapateiro Vincenzo Casciarolo encontrou nas proximidades de Bolonha, na Itália, uma pedra que emitia luz no escuro sem qualquer estímulo externo aparente, embora fosse necessária sua calcinação. Aquela pedra era o mineral barita, ou sulfato de bário (BaSO₄), que logo ganhou fama e foi chamada de pedra de Bolonha. O estranho mineral foi investigado pelo químico sueco Carl Scheele nos anos 1760, que concluiu que aquele era o sulfato de um elemento desconhecido.

Enquanto isso, o mineralogista britânico William Withering encontrou outro curioso mineral pesado em uma mina de chumbo em Cumberland, na Inglaterra, que claramente não era um mineral de chumbo. Ele o chamou de witherita; mais tarde descobriu-se que era carbonato de bário, BaCO₃. [3,1]

Nem o sulfato nem o carbonato levaram ao metal bário isolado por meio do processo usual na época, que consistia em fundir o minério com carbono. Muito tempo depois, o químico inglês Humphry Davy, na Royal Institution, em Londres, conseguiu isolar o metal pela eletrólise do hidróxido de bário, em 1808. [1] 

Pesado – O nome bário deriva da palavra pesado em grego, mas na realidade ele é menos denso que o titânio, um metal reconhecidamente leve. Mas se o bário é pouco denso em sua forma pura, muitos de seus compostos são pesados e densos, e por isso várias de suas aplicações tiram vantagem destas características. [4]

O bário nunca é encontrado isolado na natureza, já que em contato com o ar ele reage com o oxigênio, formando óxido de bário (BaO), e quando em contato com a água forma hidróxido de bário, Ba(OH)₂. O bário é encontrado com mais frequência como o mineral barita (BaSO₄), ou sulfato de bário, e witherita (BaCO₃), carbonato de bário, e é produzido principalmente por meio da eletrólise do cloreto de bário (BaCl₂) ou pelo aquecimento de óxido de bário com pó de alumínio. Ele não é um elemento utilizado em grande escala pela indústria. [2,1] 

Petróleo e sinalizadores

O grande peso do bário se aplica ao mineral em que ele é mais comum, a barita, BaSO₄, que possui alta densidade: 4,5 g/cm³. Devido a essa característica, os compostos de bário, e especialmente a barita, são muito importantes para a indústria do petróleo. Barita é usada na lama de sondagem, um agente de peso usado na perfuração de novos poços de petróleo. [1]

Funciona assim: a lama de sulfato de bário é bombeada na abertura que está sendo perfurada. A alta densidade da solução ajuda na flutuação dos fragmentos de rocha e em seu arraste para fora. [4]

Vídeo da Universidade de Nottingham mostra experimentos com bário e aborda características do elemento.

O bário também forma outros compostos úteis. O nitrato de bário (Ba(NO₃)₂ queima produzindo uma cor verde clara. Seu uso mais comum é na fabricação de sinalizadores e fogos de artifício. O cloreto de bário (BaCl) é empregado como descalcificador de água. O óxido de bário (BaO) absorve facilmente a umidade e é usado como dessecante. O peróxido de bário (BaCO₂) forma peróxido de hidrogênio (H₂O₂), quando misturado à água, e é usado como agente branqueador, que é ativado quando seca. O titanato de bário (BaTiO₃) é aplicado como material dielétrico em capacitores. O ferrite de bário (BaO·6Fe2O₃) é usado para fazer ímãs. [2]

Embora todos os compostos de bário sejam tóxicos, a exceção é o sulfato de bário, que pode ser ingerido com segurança, já que não se dissolve na água. O composto absorve muito bem os raios-X, e por este motivo é usado em aplicações médicas, para produzir imagens do trato intestinal. [2]

O Brasil registra uma grave ocorrência relacionada ao uso de um produto farmacêutico contendo sulfato de bário para fins de contraste em exames radiológicos, o Celobar. Em condições normais o produto pode ser ingerido sem problemas. Mas em 2003, um laboratório brasileiro responsável pelo fornecimento do produto a vários estados decidiu manipular a fórmula, em vez de comprar o sulfato de bário pronto para uso, e fez a preparação de forma errada. Este erro causou a morte de mais de 20 pessoas. Em consequência, o laboratório foi fechado e dois de seus dirigentes foram condenados à prisão. [5]

Além de seu uso em aplicações médicas, o sulfato de bário é empregado pela indústria como enchimento para borracha, plásticos e resinas. Ele também pode ser combinado com óxido de zinco (ZnO) ou sulfato de sódio (Na₂SO₄) para fazer pigmentos brancos. [2]

O bário não tem papel biológico conhecido, embora o sulfato de bário tenha sido encontrado em uma alga. [1]

O carbonato de bário (BaCO₃) é usado na fabricação de vidros, para destacar o brilho. E a barita é usada em tintas, azulejos e na produção de borrachas. Apesar da abundância de bário ser relativamente alta na natureza – ele é o décimo-quarto elemento mais abundante na crosta terrestre – o metal tem alto custo no mercado, na faixa de 55 dólares por 100 gramas, por ter diversas aplicações. [1]

De acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos, a produção mundial de barita em 2021 foi de 7 milhões 300 mil toneladas, sem considerar a produção norte-americana, que não foi divulgada por motivos estratégicos. Os maiores produtores são China, Índia, Cazaquistão e Marrocos. As reservas mundiais de barita são estimadas em 2 bilhões de toneladas, mas apenas 740 milhões de toneladas são de fontes já identificadas. As jazidas e minas de barita têm grande distribuição mundial, enquanto a witherita é um mineral relativamente raro. [6]

Em 2017 a produção de barita bruta no Brasil atingiu 86 mil toneladas. Três empresas foram responsáveis pela produção brasileira, nos estados da Bahia e em Goiás: Cooperativa dos Garimpeiros de Novo horizonte, da Bahia; Cooperbras Indústria, de Goiás; e Carbomil Mineração e Indústria, da Bahia. A produção brasileira naquele ano foi destinada principalmente para siderurgia, extração de petróleo e gás e extração e beneficiamento de minerais. [7]

Referências

1 – Barium. Disponível em https://www.rsc.org/periodic-table/element/56/barium. Acesso em 08/06/2022.

2 – The Element Barium.  Disponível em https://education.jlab.org/itselemental/ele056.html. Acesso em 08/06/2022.

3 – The Bologna Stone: History’s First Persistent Luminescent Material. Disponível em https://www.researchgate.net/publication/268349865_The_Bologna_Stone_History’s_First_Persistent_Luminescent_Material. Acesso em 13/06/2022.

4 – Theodore Grey – Os elementos, uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. 2011. Ed. Edgard Blucher.

5 – Refletindo Sobre o caso Celobar®. Disponível em https://www.scielo.br/j/qn/a/SYRBmSQ7J8FPrVCCRxW9spL/. Acesso em 05/06/2023.

6 – Barite Statistics and Information. Disponível em https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/barite-statistics-and-information. Acesso em 08/06/2022.

7 – Sumário Mineral Brasileiro 2018. Disponível em https://www.gov.br/anm/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/sumario-mineral/sumario-mineral-brasileiro-2018. Acesso em 08/06/2022.

ATENÇÃO! Os experimentos com substâncias químicas mostrados nos vídeos aqui incluídos só devem ser reproduzidos na presença de um profissional ou professor de química, e em ambiente controlado. Não tente reproduzir esses experimentos por conta própria.

Artigo produzido pela Assessoria de Comunicação e Marketing do CRQ-IV/SP, sob orientação técnica de 
Marta Eliza Bergamo, do Centro de Educação Tecnológica da Fundação Indaiatubana de Educação e Cultura  (FIEC).
Publicado em 28/07/2023